(57)【要約】【課題】  部品の表面あるいは裏面に塗料、接着剤あるいはシール剤を塗布する塗布ロボットを提供する。【解決手段】  モータにより駆動されて塗布剤の瞬時吐出量を制御する塗布装置５をロボット先端に取付けるとともに、塗布開始ポイントから塗布終了ポイントまでのロボット先端の速度パターンに沿って塗布剤の瞬時吐出量を制御するように構成する一方、塗布装置５の高さ位置のオフセット量を記憶しておき、塗布装置５の先端と塗布剤の上面との間隔が所定間隔となるように塗布装置５の高さ位置を補正するように構成されている。そのため、ロボットの速度が変わったり、塗布剤の最大瞬間吐出量が変わって、塗布剤の高さが変わっても、塗布剤の塗布状態を常にきれいに保持できる。【選択図】図１
2006218417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより駆動されて塗布剤の瞬時吐出量を制御する塗布装置をロボット先端に取付ける一方、塗布開始ポイントから塗布終了ポイントまでの移動速度の速度パターンを記憶する記憶部を設け、ロボット先端の移動速度の速度パターンに沿って塗布剤の瞬時吐出量を制御し、塗布面の塗布量を均一にするように構成した塗布ロボットにおいて、
塗布開始ポイント毎に塗布装置の高さ位置とそのオフセット量とを記憶する記憶部を設ける一方、
塗布開始ポイントが呼出されると、塗布装置の高さ位置のオフセット量により塗布開始ポイントでの塗布装置の高さ位置を補正して塗布装置を位置決めする制御部を設けたことを特徴とする塗装ロボット。
【請求項２】
ロボット先端の定速時の速度あるいは塗布装置の最大瞬時吐出量の変更にともない塗布装置の高さ位置のオフセット量を設定する設定部を設け、このオフセット量の設定を繰り返し行いながら塗布装置と塗布される塗布剤上面との間隔を所定間隔に保持するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の塗布ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や電気機器等に使用される部品の表面あるいは裏面に塗料、接着剤あるいはシール剤を塗布する塗布ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品の表面あるいは裏面に塗料、接着剤、シール剤等の塗布剤を塗布する際には、その塗布面の厚さを均一にすることが要求されているが、この種作業を塗布ロボットで行う場合、塗布ロボットの先端に設けられた塗布装置の移動速度を一定にすることができないため、塗布面の厚さを均一にすることが難しいものとなっている。これを解消するため、特開平５−２３１５４６号に記載の塗布ロボットが開発されている。この塗布ロボットは、ロボット先端にモータにより駆動されて塗布剤の吐出量を制御できる塗布装置を有しており、ロボット先端の移動速度の速度パターンに沿って塗布装置の瞬時吐出量を算出し、塗布装置からロボット先端の移動速度に比例した吐出量の塗布剤を塗布して、塗布剤の塗布面を均一にするように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２３１５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この塗布ロボットでは、塗布作業工程中正確な位置決めをするため、ロボット先端の移動速度は最高速度に達するまでは加速され、最高速度に達した後この速度を維持し、最高速度から停止するまでは減速される。この移動速度の変化にともなって、塗布装置の瞬時吐出量も変化し、塗布面の厚さが均一に保たれている。しかしながら、この塗布ロボットではロボット先端の移動速度を変更したり、塗布装置の最大瞬時吐出量を変更することがあると、塗布面に塗布された塗布剤の塗布高さが変わって、塗布装置先端と塗布剤上面との間隔が変わってしまい、塗布剤を常にきれいに塗布することができない等の欠点が生じている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題の解決を目的として本発明は、モータにより駆動されて塗布剤の瞬時吐出量を制御する塗布装置をロボット先端に取付ける一方、塗布開始ポイントから塗布終了ポイントまでの移動速度の速度パターンを記憶する記憶部を設け、ロボット先端の移動速度の速度パターンに沿って塗布剤の瞬時吐出量を制御し、塗布面の塗布量を均一にするように構成した塗布ロボットにおいて、塗布開始ポイント毎に塗布装置の高さ位置とそのオフセット量とを記憶する記憶部を設ける一方、塗布開始ポイントが呼出されると、塗布装置の高さ位置のオフセット量により塗布開始ポイントでの塗布装置の高さ位置を補正して塗布装置を位置決めする制御部を設けている。
【０００６】
また、前記オフセット量を設定するに際して、ロボット先端の定速時の速度あるいは塗布装置の最大瞬時吐出量の変更にともない塗布装置の高さ位置のオフセット量を設定する設定部を設け、このオフセット量の設定を繰り返し行いながら塗布装置と塗布される塗布剤上面との間隔を所定間隔に保持するように構成してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ロボット先端の最高速度を増減したり、また塗布装置の最大瞬時流量を増減したりすることがあって、塗布剤上面の高さが変わり、塗布装置先端と塗布剤の上面との間隔が変わっても、塗布装置の高さ位置のオフセット量により塗布装置と塗布剤上面との間隔を所定の間隔にすることができ、塗布剤を常にきれいに塗布することができる。
【０００８】
また、前記オフセット量の値を設定するに際して、設定部から適当に値を設定して繰り返し塗布作業をサンプルワーク上で行い、塗布状態を確認しながら塗布装置と塗布される塗布剤上面との間隔を所定間隔にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は塗布ロボットであり、Ｘ軸テーブル２、Ｙ軸テーブル３およびＺ軸テーブル４を有している。これらテーブル２，３，４はそれぞれサーボモータ（図示せず）により駆動されており、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３が作動してＺ軸テーブル４が任意の平面位置に位置決めされるように構成されている。また、このＺ軸テーブル４はその作動によりスライド部（図示せず）をロボット先端として上下方向位置に位置決めするように構成されており、このスライド部には塗布用サーボモータ５ａにより駆動される塗布ポンプ（図示せず）を備えた塗布装置５が取付けられている。この塗布装置５は、塗布用サーボモータ５ａの回転速度に応じて、塗布ノズル５ｂから塗布剤を吐出するように構成されており、しかも塗布用サーボモータ５ａに付設されたエンコーダ５ｃの回転パルスが後記する塗布用パルス処理部６ｊに送られ、瞬時吐出量が後記する瞬時吐出量パターンに制御されるように構成されている。
【００１０】
６は塗布ロボット１の制御装置であり、この制御装置６は後記するサーボモータ駆動部６ｇに指令信号を送る制御部６ａと、各テーブル２，３，４を位置決め制御する制御プログラム、速度パラメータ等各種制御パラメータ、図２に示すように加速時、最高速度に維持された定速時および減速時を持つ各サーボモータの速度パターン並びに後記する位置情報を記憶する記憶部６ｂと、作業開始信号等各種指令信号を制御部６ａに送る操作部６ｃと、位置情報を記憶部６ｂに送るティーチングペンダント６ｄと、各種情報を表示する表示部６ｅと、前記制御部６ａに入出力部６ｆを介して接続されるサーボモータ駆動部６ｇおよびパルス処理部６ｈとからなっている。これらサーボモータ駆動部６ｇおよびパルス処理部６ｈは各テーブル毎に設けられており、各テーブル２，３，４のサーボモータが同一の制御プログラムにより駆動されるように構成されている。
【００１１】
前記操作部６ｃは動作モード、設定モード等のモード指令信号を制御部６ａに送るように構成されており、動作モード時には制御部６ａに作業開始信号を、また設定モード時には記憶部６ｂに各種情報を送ることができるように構成されている。また、前記ティーチングペンダント６ｄは設定モード指令信号を選択できるように構成されており、設定モード時にティーチングペンダント６ｄ内に持つ位置情報、制御パラメータ、後記する吐出量制御パラメータおよび塗布装置５の高さ位置のオフセット量を記憶部６ｂに送ることができるように構成されている。前記塗布装置５の高さ位置のオフセット量は、ロボット先端の最高速度を決める速度パラメータあるいは吐出量制御パラメータの変更があるとき、オフセット量の設定とサンプルワーク（図示せず）上での塗布作業とが繰り返し行われ、その時の塗布状態から適正な値が設定され、塗布装置５の先端と塗布された塗布剤上面との間隔が常時一定となるように構成されている。
【００１２】
前記記憶部６ｂには、塗布装置５の最大瞬時吐出量を決める吐出量制御パラメータおよび塗布用サーボモータ５ａを駆動するための各種制御パラメータが記憶されている。また、記憶部６ｂには所望ワーク（図示せず）上の塗布個所に対応してチャンネル毎に塗布開始ポイント、塗布終了ポイント、通過ポイント、塗布開始ポイントでの塗布装置５の高さ位置およびそのオフセット量が位置情報として記憶されている。この位置情報には、作業サイクル完了指令信号の有無が含まれており、チャンネル番号順に行われる塗布作業の最終個所を確認できるように構成されている。
【００１３】
前記制御部６ａには入出力部６ｆを介して塗布用サーボモータ駆動部６ｉおよび塗布用パルス処理部６ｊが接続されており、塗布装置５もテーブル２，３，４と同一の制御プログラムで駆動されるように構成されている。しかも、この塗布用サーボモータ駆動部６ｉにより駆動される塗布用サーボモータは塗布終了ポイントまでの移動距離が長い方のテーブルの指令信号により駆動され、図２に示す瞬時吐出量パターンが得られるように構成されている。
【００１４】
また、前記制御部６ａは操作部６ｃから作業開始信号を受けると、図３に示すように
１）チャンネル番号を読み出し、このチャンネル番号に対応した位置情報中の塗布開始ポイントを呼出す。
２）あらかじめ設定された速度パラメータで決まる最高速度で、しかも所定の速度パターンでＸ軸テーブルおよびＹ軸テーブルのサーボモータを駆動するように各サーボモータ駆動部に指令信号を送るとともに、パルス処理部からのパルスを受けて塗布装置を速度制御しながら塗布開始ポイントに位置決めする。
３）記憶部から塗布装置の高さ位置とそのオフセット量を呼出し、塗布装置の高さ位置を補正する。
４）あらかじめ設定された速度パラメータで決まる最高速度を持つ所定の速度パターンでＺ軸テーブルのサーボモータを駆動するようにサーボモータ駆動部に駆動指令信号を送るとともに、パルス処理部からのパルスを受けて塗布装置の塗布ノズル先端を速度制御しながら補正された高さ位置に位置決めする。
５）記憶部から通過ポイント、塗布終了ポイントを記憶部から呼出す。
６）記憶部から塗布装置の最大瞬時吐出量を決める吐出量制御パラメータを呼出す。
７）塗布用サーボモータ駆動部に指令受入可信号を送る。
８）あらかじめ設定された速度パラメータで決まる最高速度を持つ速度パターンでＸ軸テーブルおよびＹ軸テーブルのサーボモータを駆動するように各サーボモータ駆動部に指令信号を送ってロボット先端の塗布装置の塗布ノズルを通過ポイントを経由して塗布終了ポイントに位置決めする。
９）前記指令信号に吐出量制御パラメータを乗じて新たな指令信号を算出し、これを塗布用サーボモータ駆動部に送り、塗布用パルス処理部からのパルスを受け、瞬時吐出量を所定瞬時吐出量パターンとなるように制御する。
１０）Ｚ軸テーブルのサーボモータ駆動部に原点復帰指令信号を送るとともに、指令受入可信号をリセットする。（チャンネル番号が記憶されたアドレスをインクリメントする）。
１１）作業サイクル完了信号の有無を判断して、これがない時、1)に戻る。
１２）Ｘ軸テーブルおよびＹ軸テーブルの各サーボモータ駆動部に原点復帰指令信号を送る。
１３)原点復帰確認信号を待つ。
１４）エンド。
となるように構成されている。
【００１５】
上記塗装ロボットでは、塗布作業開始前に操作部６ｃで設定モードが選択されて、操作部６ｃあるいはティーチングペンダント６ｄから塗装ロボット1を駆動するための各種制御パラメータ並びに最大瞬時吐出量を決める吐出量制御パラメータが記憶部６ｂに記憶される。続いて、ワークの塗布個所に対応してチャンネル番号毎に塗布作業開始ポイント、塗布作業終了ポイント、経路を決める通過ポイントが位置情報として記憶部６ｂに記憶される。この時、定速時の速度を決める速度パラメータあるいは制御パラメータが変更されることがあると、塗布剤上面の高さが変わるので、塗布装置の高さ位置のオフセット量が変更されて、サンプルワーク上で塗布剤の塗布が繰り返され、その塗布状態から塗布ノズル５ｂの先端と塗布面との間隔が所定の間隔となっていると判断されるオフセット量が設定される。さらに、塗布個所が最終の個所である時にはその位置情報に作業サイクル完了信号が記憶される。
【００１６】
その後、動作モード時に操作部６ｃから作業開始信号が送られると、位置情報として記憶されたチャンネル番号が呼出される。さらに、このチャンネル番号に対応して記憶された塗布開始ポイントが呼出されてＸ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の各サーボモータが所定の速度パターンで駆動されるとともに、Ｚ軸テーブル４に取付けられた塗布装置５が塗布開始ポイントに位置決めされる。同時に、この塗布開始ポイントでの塗布装置５の高さ位置とそのオフセット量が呼出され、塗布装置５の高さ位置が補正される。続いて、Ｚ軸テーブル４のサーボモータが所定の最高速度で、しかも所定の速度パターンで駆動され、塗布装置５の塗布ノズル５ｂの先端が補正された高さ位置に位置決めされる。この時、塗布ノズル５ｂと塗布面に塗布される塗布剤との間隔が所定の間隔に保持される。
【００１７】
ロボット先端の塗布装置５が塗布開始ポイントに位置決めされると、塗布終了ポイントおよび通過ポイントが呼出され、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の各サーボモータが所定の速度パターンで駆動されるように各サーボモータ駆動部６ｇに指令信号が送られる。同時に、各パルス処理部６ｈからのパルスを受けて、塗布装置５が通過ポイントにより決まる経路上を速度制御されながら移動し、塗布終了ポイントに達する。
【００１８】
一方、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の各サーボモータ駆動部６ｇに指令信号が送られると同時に塗布用サーボモータ駆動部６ｉに指令受入可信号が送られる。そのため、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の各サーボモータ駆動部６ｇに送られる指令信号は塗布用サーボモータ駆動部６ｉにも同様に送られるが、この指令信号には吐出量制御パラメータが乗算されて新たな指令信号が算出される。この新たな指令信号が塗布用サーボモータ駆動部６ｉに送られ、塗布用サーボモータ５ａが駆動される。この時、塗布用サーボモータ５ａはロボット先端に取付けられた塗布装置５の移動速度に応じて回転するので、塗布装置５の瞬時吐出量も同様に変化して塗布剤が塗布装置５から吐出される。そのため、塗布開始ポイントから塗布終了ポイントまでの速度パターンに応じて塗布装置５の瞬時吐出量が変化し、塗布剤の塗布面の厚さは均一に保たれる。しかも、塗布ノズル５ｂの先端と塗布剤上面との間隔は塗布ロボット１の移動速度や塗布装置５の最大瞬時吐出量に関係なく所定の間隔が保持されているので、塗布剤の塗布状態を常にきれいにすることができる。
【００１９】
前記塗布開始ポイントから塗布終了ポイントまでの塗布作業が完了すると（指令受入可信号をリセット）、Ｚ軸テーブル４のサーボモータ駆動部６ｇに原点復帰指令信号が送られる。その後、前記塗布開始ポイントの位置情報に作業サイクル完了信号が記憶されているか否かが判断され、これが記憶されてない時には新たなチャンネル番号、このチャンネル番号に対応した塗布開始ポイントが呼出され、前記作業が繰り返される。また、前記位置情報に作業サイクル完了信号が記憶されている時には、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の各サーボモータ駆動部６ｇに原点復帰指令信号が送られ、これらの原点復帰確認信号を待って、すべての作業を完了することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の塗布ロボットの説明図である。
【図２】本発明に係るサーボモータおよび塗布装置の速度パターンー瞬時吐出量パターン図である。
【図３】本発明に係る制御部の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１  塗布ロボット
２  Ｘ軸テーブル
３  Ｙ軸テーブル
４  Ｚ軸テーブル
５  塗布装置
５ａ  塗布用サーボモータ
５ｂ  塗布ノズル
５ｃ  エンコーダ
６  制御装置
６ａ  制御部
６ｂ  記憶部
６ｃ  操作部
６ｄ  ティーチングペンダント
６ｅ  表示部
６ｆ  入出力部
６ｇ  サーボモータ駆動部
６ｈ  パルス処理部
６ｉ  塗布用サーボモータ駆動部
６ｊ  塗布用パルス処理部
【図１】
2006218417.tif 000003
【図２】
2006218417.tif 000004
【図３】
2006218417.tif 000005